Sistema de controle de umidade e secagem SKALA Solo: Controle de pulverização e secagem instantânea

O Sistema de Controle de Umidade/Secadora SKALA Solo é um sistema de controle baseado em modelo que detecta a umidade no interior da secadora e oferece uma resposta de controle antecipada e precisa.

Sensor de umidade no interior da secadora

O sistema SKALA Solo de controle de umidade consiste em um algoritmo de controle baseado em modelo que permite a medição da umidade do produto dentro do secador. O SKALA Solo utiliza dois sensores de temperatura dentro do secador para medir o teor de umidade do produto e realizar ajustes no controle a fim de corrigir a umidade enquanto o produto ainda está no secador.

O Sistema de Controle de Umidade SKALA Solo, patenteado, baseia-se em um modelo que relaciona o teor de umidade do produto ao sair do secador com a queda de temperatura (ΔT) e a taxa de produção. A temperatura é medida antes e depois do contato com o produto durante a secagem, e a diferença (ΔT) entre as duas é utilizada no modelo para calcular a variação na umidade e gerar uma resposta de controle. A Figura 1 ilustra o método SKALA Solo e os locais típicos de instalação dos sensores de temperatura. O modelo SKALA Solo pode ser considerado um sensor virtual para medir a umidade do produto dentro do secador. A Figura 2 mostra a umidade do produto calculada por um sensor virtual SKALA Solo em comparação com um medidor de umidade NIR online.

Figura 1. Modelo SKALA Solo — secadores por pulverização e por jato de ar. ΔT = T_Quente − T_Frio; MC = K₁(ΔT)^p − K₂/S^q

SKALA Solo, aplicável a secadores por pulverização

O sistema de controle SKALA Solo utiliza a diferença entre as temperaturas do ar na entrada e na saída para detectar as variações na umidade e na carga do secador. Essa diferença, ou Delta T, é utilizada em um algoritmo baseado em modelo para ajustar corretamente as temperaturas ou a taxa de alimentação à medida que são detectadas anomalias ou alterações na carga do secador.

Os métodos tradicionais de controle de secadores por pulverização consistem em controlar a temperatura ou a taxa de alimentação para manter o ponto de ajuste da temperatura de saída. Um dos métodos utilizados é ajustar a temperatura de entrada para manter o ponto de ajuste da temperatura de saída. O outro método consiste em manter a temperatura de entrada constante e ajustar a taxa de alimentação para manter o ponto de ajuste da temperatura de saída. Esses métodos resultam em um controle na direção correta; no entanto, o ponto de ajuste da temperatura de saída deve ser alterado manualmente para manter a umidade alvo após mudanças na carga. Esses métodos tradicionais não possuem base teórica para o controle de umidade, mas apenas apontam na direção correta. O modelo SKALA Solo, baseado em princípios teóricos, possui a capacidade de recalcular novos pontos de ajuste da variável de processo (ΔT) necessários para manter a umidade alvo após mudanças na carga evaporativa do processo de secagem.

Um secador de leito fluidizado instalado a jusante de um secador por pulverização pode ser controlado independentemente deste último e proporcionar um controle adicional da umidade final.

Figura 2. O SKALA Solo prevê o teor de umidade — Previsão do SKALA Solo em comparação com o medidor de umidade

Reduz o tempo ocioso

A localização adequada das sondas de temperatura na secadora permite que o SKALA Solo funcione como um sensor de umidade “dentro da secadora”. Ao detectar as variações de umidade em um ponto dentro da secadora e gerar respostas de controle, o tempo morto é significativamente reduzido. Conforme mostrado na Figura 1, o SKALA Solo detectará a variação de umidade e responderá a ela em menos tempo do que os sistemas que utilizam métodos convencionais, como medidores/sensores de umidade a jusante ou amostragem manual.

A variação da umidade causada por perturbações no processo é proporcional ao tempo morto entre o momento da perturbação e o momento da detecção e resposta. Portanto, ao reduzir o tempo morto por meio da detecção e resposta antecipadas, a variação da umidade também é reduzida. Normalmente, a redução da variação obtida com o sistema SKALA Solo é de 30% ou mais. A Figura 3 ilustra a localização e a redução do tempo morto do método SKALA Solo em um secador de leito fluidizado.

Figura 3. Redução do tempo ocioso — O sistema SKALA Solo permite uma redução de 30% no tempo ocioso em comparação com a amostragem manual a jusante

Benefícios

Na maioria das vezes, o teor médio de umidade do produto seco é baixo devido à falta de um bom controle, e o produto é seco em excesso por uma questão de segurança. O sistema SKALA Solo reduzirá a variação de umidade, permitindo assim que o teor de umidade seja aumentado e permaneça com segurança abaixo dos limites superiores de controle. Esse aumento na umidade média resultará em um produto de melhor qualidade, um aumento na produção e economia de energia. A Figura 4 mostra a redução na variação geral da umidade, e a Figura 5 ilustra o aumento seguro do teor médio de umidade, proporcionando, assim, um aumento na produção.

Figura 4. Redução na variação da umidade — mesma umidade média, controle aprimorado em comparação com o controle atual

Figura 5. Possível variação na umidade média — a umidade média sofreu uma variação, indicando aumento na produção e redução no consumo de energia

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